Spolu s větším využitím Průmyslového internetu věcí, a tím nárůstem počtu inteligentních zařízení, roste potřeba toho, aby data, která shromáždí, byla zpracovávána jednotkami „edge“, tzn. takovými, které jsou co nejblíže uživateli. Použitím edge computingu lze minimalizovat využití propustnosti sítě a zkrátit reakční čas umožněním uchovávání dat a jejich správy blízko místa, ve kterém jsou potřebná. To pak umožňuje využít lokální edge servery pro značně širší škálu aplikací.
Typickými zařízeními edge, která se již dost běžně používají, jsou např. čidla pro řízení osvětlení, topení nebo dalších prvků. V uvedených aplikacích lze pozorovat výrazné přínosy vycházející z umístění takových čidel co nejblíže zdroji výpočetního výkonu a také značné úspory možné díky zmenšení množství dat, která musejí být přenášená na velké vzdálenosti a/nebo uchovávaná v cloudu.
Na uživatele, kteří chtějí exportovat údaje z čidel přímo do cloudu, však číhají potenciální pasti. Mohou to být mj. zpoždění v síti, slabá integrace systémů, vysoké náklady na správu dat a mezery v oblasti bezpečnosti IT. Z těchto důvodů je zřejmé, že nejlepší je fungování na lokální úrovni a také že využití edge computingu může mít velmi příznivý vliv na zavedení systémů pracujících v podmínkách Průmyslu 4.0, které by v jiném případě mohlo být velmi nákladné.
Menší riziko a větší efektivita
Edge computing může zkrátka snížit riziko související s připojováním zařízení a zpřístupňováním dat, zvýšit pružnost a efektivitu činností v organizaci, zmenšit množství zpracovávaných nedůležitých dat a zajistit výjimečně nízkou a předvídatelnou úroveň zpoždění. Ve výrobním prostředí, kde lze edge computing integrovat se systémem plánování podnikových zdrojů (ERP) a zajistit zpracovávání dat v reálném čase, může podnik značně urychlit proces automatizace působením na místní úrovni.
Základem tohoto nového přístupu – a tím faktorem ovlivňujícím všeobecnou automatizaci – je možnost zpracovávat data lokálně pomocí solidních, spolehlivých, konfigurovatelných a snadno použitelných řešení, jejichž zavedení bylo doposud v náročných průmyslových podmínkách docela výzvou. Tato řešení zahrnují například použití různého typu průmyslových kontrolérů a komunikačních systémů, které mohou usnadnit instalaci, použití a obsluhu sítí Průmyslu 4.0.
Je všeobecně známo, že Průmysl 4.0 vyžaduje použití různých nástrojů, které nejen usnadňují automatizaci, ale také pomáhají při efektivním zpracovávání a zpřístupňování širokého rozsahu dat. To pak umožňuje vylepšování a zdokonalování výrobních procesů a výrobu koncových produktů podle přesných specifikací zákazníka.
Aby mohla být taková koncepce uvedena do života, jsou potřebné speciální interfejsy a zařízení. Patří k nim síťové karty kompatibilní s různými typy sběrnic, průmyslové moduly, propojovací kabely a moderní interfejsy v podobě výkonných a lehkých panelových počítačů. V současnosti jsou právě konvertory a průmyslové moduly těmi nezbytnými kroky na cestě k Průmyslu 4.0.
Jedním z dostupných řešení pro edge jsou edge průmyslové kontroléry firmy Brainboxes. Umožňují obousměrný přenos, díky kterému komponenty komunikují s oddělením inženýrů interpretujících data. Tento druh přenosu vyžaduje síťové karty kompatibilní s různými typy sběrnic, např. sběrnicí Brainboxes PCI Express (PCIe) obsluhovanou kartou IX-100. Její kompatibilita s operačními systémy, jakou jsou Windows, Linux a další, usnadňuje integraci s již existujícími nastaveními. IX-100 má rovněž ochranu proti přepětí a vyznačuje se nevelkými rozměry: 120 mm x 76 mm x 18 mm. Tato karta, fungující systémem plug and play, je vybavena standardním 9kolíkovým sériovým portem COM RS-232, standardním v oboru, v jednom slotu PCIe.
Spolehlivost a snadné připojení
Aby bylo možno plně využívat pokročilou komunikační technologii v prostředí IIoT, je důležité použití spolehlivých konvertorů a vstupně-výstupních modulů, díky kterým lze snadno připojit různé typy zařízení. Příkladem takových komponent je izolovaný konvertor RS-232 na RS-422/RS-485 firmy Advantech - ADAM-4520-EE (Obrázek 1) vybavený odolným krytem z plastu ABS, s rozměry 70 mm x 122 mm x 30 mm a příkonem 1,2 W při 24 V DC.
Obrázek 1: Konvertor ADAM-4520-EE firmy Advantech lze snadno připojit k různým zařízením
Používáme-li průmyslové počítače v náročných podmínkách, je vhodné uvažovat o koupi výkonných pamětí flash nebo zvolit vhodný operační systém. Příkladem zařízení, které se hodí pro provoz v náročnějších podmínkách, je průmyslový počítač HARTING 2095000000300 (Obrázek 2) s portem Ethernet, 32 GB paměti flash a stupněm krytí IP67, zajišťujícím ochranu před nečistotami a vlhkostí. Tato jednotka má rozměry 132 mm x 86 mm x 35 mm, obsahuje 1 GB paměti RAM a využívá napájení přes síť Ethernet nebo elektrické 12 V DC/24 V DC. Modulová hardwarová a softwarová konstrukce umožňuje uživatelům, vývojový inženýrům a systémovým integrátorům, aby efektivně vytvářeli integrované průmyslové projekty.
Obrázek 2: Průmyslový počítač HARTING 2095000000300 má port Ethernet a paměť flash s kapacitou 32 GB, díky čemu se skvěle hodí pro použití v nepříznivých podmínkách
V souladu s ideou Průmyslu 4.0 jsou všechna zařízení v daném prostředí povinně spojena v rámci téže sítě, proto je možnost jejich napájení z jednoho zdroje klíčovou záležitostí. To je možné díky technologii Power over Ethernet, která pro napájení používá stejný síťový kabel, kterým přenáší data mezi zařízeními. Takové řešení značně snižuje náklady na elektrickou instalaci. Jako příklad poslouží modul typu switch PoE Ethernet ANTAIRA LNP-0500G-24 (Obrázek 3) s kovovým krytem, 5 přístupovými porty a vestavěným zesilovačem napětí. Toto zařízení vyrobila americká firma ANTAIRA Technologies, který se zabývá výrobou komunikačních řešení pro průmysl. Právě proto je představený modul ideální pro práci v nepříznivých podmínkách vyžadujících zdroje napájení PoE velkého výkonu, jako jsou monitorovací systémy soukromé a pro sledování silnic, těžební průmysl, systémy monitorování pohybu, správa energetické, vodovodní infrastruktury a čističek či automatizované výrobní linky v „inteligentních” továrnách.
Obrázek 3: Switch PoE ANTAIRA LNP-0500G-24 má kovový kryt a 5 přístupových portů
Shrnutí
Při zavádění Průmyslového internetu věcí do automatizovaného prostředí, ve kterém jsou data lokálně přístupná, se může ukázat, že spoléhat se pouze na technologii cloudu nemusí být dostatečné. Optimálním řešení pro podnik, který chce dosáhnout nejvyšší výkonnosti při co nejmenších nákladech, je spojení možností cloudu a edge computingu. Na trhu je dostupných mnoho spolehlivých zařízení se snadnou obsluhou, která umožňují využívat obě technologie najednou. Edge computing je v dnešní době velmi důležitým faktorem používaným v Průmyslu 4.0 bez ohledu na to, s jakým sektorem průmyslu nebo s jak náročným pracovním prostředím máme co do činění.
